计算机网络习题

习题一

1.简述OSI计算机网络体系结构各层的主要功能以及分层的好处

2.TCP/IP体系结构分为哪几个层次？它们和ISO/OSI各层的对应关系如何？

3.协议和服务有什么区别？又有什么关系？

4.什么是(N)-PDU、(N)-SDU？二者有什么关系？

5.什么是端口(Port)？什么是服务访问点(SAP)？在TCP/IP协议簇中这二者有什么关系？习题二

1．假定x位用户数据将以一系列分组的形式，在一个分组交换网络中沿着一条共有k跳的路径向前传输，，每个分组包含p位数据和h位的头，这里x>>p+h。线路的传输率为b b/s,传播延迟忽略不计。请问：什么样的p值使总延迟最小？

2．a.数字电视中发送一幅480*500像素的图像，每个像素具有32个灰度等级，假定每秒发送30幅图像，求发送源的数据速率R。

b.假定发送的信道带宽C位4.5MHz,信噪比为35dB，求信道容量。

c.如何调整a中的参数，从而在不提高数据速率的条件下传送彩色图像？

c．在不提高数据速率的条件下，传送彩色图像的方法是减少像素或减少每秒传输的画面数。

3. 一个数字系统工作在9600 b/s的速率上

a.如果一个信号代表4位的字的编码，那么它所需的最小带宽是多少？

b.如果是8位的字的编码，结果又是多少？

4. 某调制解调器同时使用移幅键控和相移键控，采用0、π/2、π和3π/2四种相位，每种

相位又都有两个不同的幅值。请问：在波特率位1200的情况下的数据速率是多少？

5. 对于交换网定义如下的参数：

N：两个给定站点间转接的结点数；

L：报文长度（bit）；

B：链路上的数据传输速率（b/s）；

P：每个分组的长度（bit）；

H：每个分组的开销（bit）；

S：电路交换或虚电路分组交换的呼叫建立时间（s）；

D：每个转接点的转接延迟时间（s）；

假设不需要确认，请分别计算电路交换、报文交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的端到端延迟时间。假定N=3，D=0.001 s，S=0.2 s，L=3200 bit，P=1024 bit，H=16 bit，B=9600 b/s时，请分别计算这4种交换方式下的延迟时间。

6. 画出比特流00111011011的曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形（假设此比特流之

前的最后一个比特的后半部分为高电平）

解：（略）

7. 采用PAM（相位幅度调制）技术在带宽为32kHz的无噪声信道上传输数字信号，每个

相位处都有两个不同幅度的电平。按照奈奎斯特公式，若要达到256 kb/s的数据速率，至少要多少种不同的相位？C = 2W log2 M，C=256，W=32，所以M=16，所以相位为8.

8. 现在需要在一条光纤上发送一系列计算机图像。屏幕的分辨率为480*640像素，每个

像素为24位，每秒钟有60幅屏幕图像。请问：需要多少带宽？在1.30μm波长上，这段带宽需要的波长为多少？

9. 一个CDMA接收器得到了下面的时间片：-1+1-3+1-1-3+1+1。假设时间片序列如下定

义，请问：哪些移动站传输了数据？每个站发送了什么位？

A：-1-1-1+1+1-1+1+1 B：-1-1+1-1+1+1+1-1

C：-1+1-1+1+1+1-1-1 D：-1+1-1-1-1-1+1-1

1．什么是异步传输方式？什么是同步传输方式？

2．什么是频带传输和基带传输？它们各采用哪种多路复用方式？

3．数字数据在使用基带传输方式传输前，为什么还要编码？

答：数字数据在使用基地传输方式传输前需要按一定方式编码，主要有3个原因：

6.TDM,STDM,WDM,DWDM,PCM名词解释

习题四

书本上的习题：

3-02

答：链路管理

帧定界

流量控制

差错控制

将数据和控制信息区分开

透明传输

寻址

可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。

3-04

答：帧定界是分组交换的必然要求

透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆

差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源

3-11

答：（略）

3-15

答：DIX Ethernet V2 标准的局域网

DIX Ethernet V2 标准与IEEE 的802.3 标准

3-26

答：将第i次重传成功的概率记为pi。显然

第一次重传失败的概率为0.5，第二次重传失败的概率为0.25，第三次重传失败的概率为0.125.平均重传次数I=1.637

3-31

答：网桥工作在数据链路层，它根据MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。

网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口

转发器工作在物理层，它仅简单地转发信号，没有过滤能力

以太网交换机则为链路层设备，可视为多端口网桥

3-32

发送的帧B1的转发表B2的转发表B1的处理

（转发？丢弃？登记？）

B2的处理（转发？丢弃？登记？）

地址接口地址接口

A→E A 1 A 1 转发，写入转发表转发，写入转发表C→B C 2 C 1 转发，写入转发表转发，写入转发表D→C D 2 D 2 写入转发表，丢弃不转发转发，写入转发表B→A B 1 写入转发表，丢弃不转发接收不到这个帧

补充习题

1.什么是VLAN?

答：VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。

2.透明网桥如何通过学习建立和维护端口-MAC地址桥接表？

答：一个网桥刚刚连接到局域网上时，其桥接表是空的，网桥暂时还无法做出转发决策。此时网桥若收到一个帧，就采用泛洪法转发它，向除接收此帧的端口以外的所有端口转发。

网桥在转发过程中通过逆向学习法将其桥接表逐步建立起来。假若网桥收到从某一个端口1发来的帧，从帧的头部信息就可得知其源站地址A。于是，网桥就可以推论出，在相反的方向上，只要以后收到发往目的站A 的帧，就应当将此帧由端口1转发出去。于是就将站A的MAC地址和端口1作为一个表项登记在桥接表中。

局域网的拓扑可能会发生变化。为了使桥接表能动态地反映出网络的最新拓扑，可以在建立一个表项时将帧到达网桥的时间记录下来。登记的表项若超过规定的时间范围，网桥将予以清除，重新学习。

3.千兆以太网在解决网络跨距问题上采用哪些方法？

答：载波扩展和帧突发机制。

4.什么是冲突域？什么是广播域？在10Mb/s,100Mb/s和1000Mb/s以太网中，时槽规定为

多大？相应的冲突域的最大网络跨距有多大？

答：冲突域指一个CSMA/CD 以太网区域，同一个冲突域中的两个或多个站点同时发送数据就会产生冲突，CSMA/CD 冲突域内能保证正常进行冲突检测，超出冲突域CSMA/CD 就不能正常工作。冲突域限制了CSMA/CD 以太网的最大网络跨距。广播域指网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。

时槽的长度和冲突域的最大网络跨距是相对应的。10Mb/s和100Mb/s以太网，时槽规定为512位时，即51.2s

μ, 最大网络直径分别为2000m和200m。对于1000Mb/s以太网，时槽扩大为4096位时，冲突域的最大网络直径仍为200m。需要说明的是，上面所说的冲突域的最大网络跨距并不是一个精确的概念。

5.CSMA使用了载波监听的机制，但还是可能产生冲突，为什么？试画图分析。

答：CSMA使用发送前先监听信道的机制，减少了发送冲突的机会，但还可能产生冲突，这是由信号传播时延引起的。

下图表示CSMA总线上的两个站A和B，它们之间的信号传播时延为τ，A向B发出的数据经τ之后才能传播到B。因此，在A开始发送数据DA TA（A）起0~τ这个范围内，B的载波监听检测不到A 在发送数据，若这段时间内B也有自己的数据DA TA（B）要发送，它也可以发送，那么必然会和A发送的帧发生冲突，图中表示了这种冲突的情况。可见，虽然是在监听到信道空闲时开始发送，但由于信号传播时延的影响，若两个（多个）站的发送在0~τ的范围内，后发送的站听不到先发送站的信号，CSMA算法仍会产生冲突。